1 RTK技術
GPS實時動態測量 (Real-Time Kinematic簡稱RTK, 是實時處理兩個測站載波相位觀測值的差分方法。具體作業方法是設置GPS基準站一臺, 并將一些必要的數據, 如坐標系轉換參數、預設精度指標、基準站坐標等輸人GPS手簿, 一臺或多臺GPS流動站在若干個待測點上設站;基準站與流動站同時接收衛星信號;同時基準站通過電臺將其觀測值和設站信息一起傳送給流動站;流動站將接收到的來自基準站的數據及GPS觀測數據, 組成差分觀測值進行實時處理。
2 工程案例1
2.1 工程概況
測區位于蒙山縣某開發區, 控制網布設面積約8km2, 設計點位27座, 起算點采用位于測區南側、東側約0.8km的J市四等平面控制點各一座, 測區北側、西側邊緣四等平面控制點各一座。
2.2 RTK GPS測量
為了保證測量成果的精度及可靠性, 在測區北側及東側的起算點分別設置基準站, 分別采集起算點空間坐標解算坐標系轉換參數;并分別測量待測點平面坐標, 然后取兩次測量的平均值作為最終成果;兩次測量結果的坐標差值統計見表1。
根據上述兩次測量坐差值的統計, 可算得兩次測量平均值的點位中誤差為±1.25cm。
2.3 RTK成果的外部檢驗
(1) 相鄰點間邊長檢測。
檢測采用TOPCONG TS602全站儀, 以兩次測量平均值作為實測邊長值, 共檢測通視邊17條;實測邊長與RTK測量成果坐標反算所得邊長的差值統計。
根據上述邊長差值統計, 可算得相鄰點間邊長中誤差為11.08cm。
(2) 采用導線測量方式的坐標檢驗。
在測區南測選擇待測點6座, 按一級導線測量方式觀測, 起算點為以上述J市四等平控制點為起算的按GPS靜態方式觀測的城市一級控制點;其測量結果與上述RTK測量成果的坐標差值統計。
根據上述坐標差值的統計, 估算RTK測量成果的點位中誤差為±1.22cm。
3 工程案例二
由于RTK測量在20km內點位平面標稱精度為±3cm, 根據控制測量規范要求Ⅰ級導線點的點位誤差為±3cm, 從理論上講RTK測量完全可以滿足Ⅰ級以下導線點的技術規范要求。
在某工程道路放樁RTK測量中, 對距離基準站1km~6km的一些四等GPS控制點采用一點法進行檢核比較, 結果表明平面坐標分量最大差值為3.1cm, 高程最大差值為4.9cm, 完全符合Ⅰ級導線點的規范精度要求。
在某工程1∶1000數字地形圖測繪任務中, 測區長約7km, 寬0.7km, 面積約5km2。整個測區采用Ashtech Z-X雙頻GPS接收機用靜態法共布測了5個四等GPS點, 21個一級GPS點, 點位均勻分布, 最弱點點位中誤差為 (Mx:4.0cm, My:3.9cm) , 并聯測了四等水準高程。為了進一步檢核Ashtech Z-X雙頻GPS系統的測量精度, 采用GPS控制點聯測法均勻地檢測了其中12個GPS控制點, 基準站設在測區中間。其X坐標中誤差為±3.1cm, Y坐標中誤差為±2.3cm, H高程中誤差為±5.0cm, 結果完全可滿足Ⅰ級導線點 (5″以下) 的規范精度要求。
盡管GPS測量的標稱精度及實測精度完全滿足Ⅰ級導線點5″點以下的規范精度要求, 但目前的規范對利用GPS測量進行Ⅰ級導線甚至更高的精度的控制測量, 其采集數據的方法, 數量等等還沒有明確的規定, 因此還需要用大量的實踐來證實。實際測量中還必須采取足夠的檢核手段, 確保
表1兩次測量結果的坐標差值統計
測量的確性。
4 建議
(1) R TK測量與靜態G P S測量相同, 首先得到的是WGS-84坐標, 必須通過一定的坐標轉換關系才能得到用戶坐標系坐標, 轉換參數的求取精度對測量成果有很大影響, 因此在實際應用中首先應注意起算點精度, 特別應注意采用一定的方法檢核起算點的相對精度;同時, 轉換參數有一定的區域性, 它僅適用于起算點所圈定的一定區域, 外推精度隨距離增加降低明顯, 因此在實際工作中應盡量選擇能覆蓋整個測區且分布均勻的起算點。
(2) 若已知起算點為靜態GPS控制網成果, 可利用已有WGS-84坐標及用戶坐標建立坐標轉換關系, 這樣可節省采集起算點WGS-84坐標的時間、提高工作效率;但在利用原有成果時應注意所采用的WGS-84坐標應是在同一網平差中得到的, 因為它是由單點定位的WGS-84坐標推算得到的, 只代表某個特定的坐標對應關系。
(3) 基準站應選擇位置較高的點位, 這樣可明顯擴大流動站作業范圍, 但根據筆者對多個工程成果的統計分析, 基準站與流動站間的距離對測量成有一定的影響, 當流動站與基準站間的距離達到5km~6km時, 兩次測得的坐標差值及相鄰點間距離與全站儀邊長測量的成果差值超過5cm的明顯增多;筆者建議在采用RTK技術進行控制測量時, 為保證成果的精度及可靠性, 流動站的作業半徑應控制在5km以內;
(4) 根據上述第一、第三點, 在采用RTK方式進行較大區域控制測量時可將測區劃分成若干個工作區;各工作區的劃分應有一定的交叉, 觀測時應進行相互檢核;也可以采用兩次工作區劃分不同的方式進行觀測。
摘要：本文基于筆者多年從事工程測量的相關工作經驗, 以RTK技術在工程測量中的應用為研究對象, 結合兩個筆者參與的蒙山縣測量工程案例, 詳細分析了RTK工程測量的步驟、流程和方法, 在此基礎上, 筆者結合研究體會給出了7條建議, 全文是筆者長期研究基礎上的理論總結, 相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。
關鍵詞：實時動態技術,城市控制測量,GPS,工程案例
參考文獻
[1] 城市測量規范CJJ8-99[S].中國建筑工業出版社.
[2] 全球定位系統城市測量技術規程.CJJ73-97[S].中國建筑工業出版社.
[3] 全球定位系統 (GPS) 測量規范GB/T18314-2001[S].
[4] 劉大杰, 施一民.全球定位系統 (GPS) 的原理與數據處理[M].同濟大學出版社, 1996.